本科毕业设计（论文）XXXX大学毕 业 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 专 业： 题 目： 基于PLC的电机故障诊断系统设计 指导教师： 职称: 职称: 20*年12月5日摘要 本文介绍了国内电机故障诊断系统设计，以及存在问题，同时介绍了可编程控制器的工作原理，选型依据。设计了一种基于PLC电机故障诊断系统设计，详细介绍了所选用的西门子S7-200 PLC以及同类型的S7-300 S7-400PLC，根据设计要求对PLC的输入输出I/O进行了分配，并且编写系统运行的梯形图。准备开机时，按下开机按钮后，首先检测断路器状态，如果断路器初始状态为闭合，电机无法启动，并且声光报警。如果断路器初始状态为断开，断路器合闸，电机开始启动。在启动过程中，若发生一级故障，PLC进行相应的保护动作。启动完成后，“电机开/关指示灯”亮，电机正常运行。运行过程中，PLC依次循环检测电机是否发生相间短路、断相、低电压、单相接地、过负荷、过电流等故障，若有发生，PLC进行相应保护动作。关机时，PLC接到关机命令后，断路器跳闸，“电机开/关机指示灯”灭。故障声光报警后，按“报警复位按钮”复位。本设计的选题就是基于PLC的电机故障诊断系统设计。关键词： 故障诊断 PLC 电机 本科毕业设计（论文）PLC-based fault diagnosis system designAbstract This paper introduces the domestic electrical fault diagnosis system design, as well as existing problems, and introduced a programmable controller at the same time the working principle of selection basis. A PLC-based design of the electrical fault diagnosis system design, detail on the choice of Siemens S7-200 PLC and the same type of S7-300 S7-400PLC, according to the design requirements of the input and output of the PLC I / O for distribution, and preparation of the ladder diagram system operation. Prepared to boot, press the button after boot, the first detection circuit breaker status, if the initial state for closed circuit breakers, electrical not start, and sound and light alarm. If the circuit breaker to disconnect the initial state, the circuit breaker reclosing, the electrical start. Start in the process, if a failure occurred, the protection PLC corresponding action. Start after the completion of motor on / off indicator light-liang, the electrical normal operation. Running process, PLC followed by motor cycle test whether there has been a phase short circuit, breaking phase, low-voltage, single-phase - to-ground, overload, over-current fault, and so, if occurred, PLC protection action accordingly. Shutdown, PLC received shutdown orders, tripping circuit breakers, Motor on / off indicator light eliminate. Fault sound and light alarm at the Alarm reset button reset. This choice is based on the design of the motor PLC fault diagnosis system design.Key words: Fault Diagnosis, PLC, Motor目录摘要0Abstract1第一章 绪论31.1 PLC应用于故障诊断系统的发展现状31.2 故障诊断方法3第二章 PLC原理介绍及设备总体结构介绍32.1 PLC发展历程32.2 PLC 控制系统的发展前景42.3可编程序控制器PLC的分类42.4 PLC的系统模块62.4.1 CPU的构成62.4.2 I/O模块62.4.3 电源模块62.4.4 PLC系统的其它设备72.4.5 PLC的通信联网72.5 PLC的系统模块选择方法72.5.1 相应模块的估算72.5.2 相应模块的选择8第三章 电机故障诊断系统设计与PLC的选取93.1 PLC的选取及介绍93.1.1 SIMATIC S7-200 PLC93.1.2 SIMATIC S7-300 PLC103.1.3 SIMATIC S7-400 PLC103.1.4 工业通讯网络103.1.5 人机界面（HMI）硬件103.1.6 SIMATIC S7工业软件113.2 S7-200系列PLC的硬件配置113.2.1 基本单元123.2.2 扩展单元123.2.3 编程器133.2.4 程序存储卡133.2.5 写入器133.2.6 文本显示器133.3 系统框图13第四章 电机故障诊断系统设计144.1电机故障等级分类144.2 故障诊断程序设计154.2.1.故障点的记录154.2.2. 多次故障事件的记录164.2.3. 模拟量故障的诊断164.2.4. 各种故障信息的串行通信174.3.1. 专家系统方法174.3.2. 对象类型与推理节点184.3.3. 故障节点的检测方式184.3.4.各节点的注释段要有相应帮助信息18第五章 系统电源设计195.1 供电电源19第六章 结论20致谢21参考文献22第一章 绪论1.1 PLC应用于故障诊断系统的发展现状PLC作为一种成熟稳定可靠的控制器，目前已经在工业控制中得到了越来越广泛的应用。PLC系统的设计直接影响着工业控制系统的安全可靠运行。一个完善的PLC系统除了能够正常运行，满足工业控制的要求，还必须能在系统出现故障时及时进行故障诊断和故障处理。故障自诊断功能是工业控制系统的智能化的一个重要标志，对于工业控制具有较高的意义和实用价值。 1.2 故障诊断方法故障诊断一般有两种途径:故障树方法和专家系统方法。故障树方法利用系统的故障逻辑结构进行逻辑推理，由错误的输出找到可能的输入错误。这种方法比较适用于系统结构相对简单，各部分耦合少的情况。专家系统方法通过建立系统故障的知识库与推理机，计算机借助现场的数据利用知识库和推理机进行深入的逻辑推理，找出故障原因。这种方法适用于系统结构复杂，各部分耦合强的大型工业系统。PLC是现在应用较多的一种控制装置，利用PLC丰富的内部资源及强大的功能指令，编制故障检测报警程序，不仅可以替代继电器实现相应功能，还可以提高工作可靠性及其系统的灵活性。第二章 PLC原理介绍及设备总体结构介绍2.1 PLC发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。 个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。国控制类产品市场PLC的占有率已超过50% , 而且保持着10% 15% 的发展速度。2.2 PLC 控制系统的发展前景现在, 虽然出现了性能更加优越的 DCS 和 FCS 控制系统, PLC 控制也终将会被先进的 FCS 控制所取代,但是目前以及今后相当长的一段时间, PLC 还会与 DCS 和 FCS 共存,这主要基于以下原因:(1) 现在企业的确正在朝着自动化、信息化、开放化的方向发展,但这并不意味着要将现有控制系统推倒重来。企业投入大量的人力和财力建立起来的 PLC 控制系统已经成型,如果要完全推翻再建立新的 DCS 或 FCS 控制系统,需要更大的资金投入,将造成很大的浪费。(2) 基于以上市场需求,许多软件厂商(例如: 华富惠通软件公司) 正在考虑如何利用企业已经成型的控制系统及新建的厂级网络,开发控制系统软件,帮助企业实现工厂自动化、信息化,为企业提供控制系统与管理网络的集成。(3) 目前, PLC 的功能增强、结构优化, IO 模块趋向分散化、智能化,编程工具和编程语言更具标准化和高级化。(4) PLC 的联网通信能力增强, 向高速度、多层次、大信息量、高可靠性及开放式的通信发展。(5) 现在的 PLC 系统与 DCS 技术、现场总线IO技术相结合,结构开放、扩展方便、技术先进、价格低廉。由以上分